Ақуыздардың құрылымы мен қызметі
Биологиялы қ жағынан бел сен ді ақуы здар — бір-бірім ен ковалентті пептидтік байланыстар арқылы біріккен аминқыш қылдарынан тұратын полимерлер. Ақуыз сияқты үлкен молекуланың кеңістіктегі қүрылымы әртүрлі болып келуі мүмкін. Олардың іш інде, бір немесе (көп жағдайда) бірнеше кұрылымы биологиялықтұрғыдан алғанда белсенді болып келеді; молекуланың мұндай белсенді құры- лымы нативтік құрылым деп аталады. Көптеген ақуыздардың құрылымы үнемі қайталанып отыр- майды. Сондықтан ондай ақуыздарды көбінесе, үлкен ж әне ретсіз құрылымдык бөліктерден тұра- тын молекулалар ретінде сипаттайды (сонымен катар, олар ретсіз түйін деп те қарастырылады). Негізінде, ретсіз деген ұғым дұрыс емес, өйткені біз ретсіз деп санаған қайталанбас құрылым ақуыздың барлық молекулаларының нативтік құрылымында кездесетіндігі анықталды және бұл құрылымның бо- луы оның қызметінің маңыздылығына байланысты. Ақуыздар күрделі қосылыстарға жататындықтан, олардың құрылымы төрт құрылымдық деңгейге бөлінеді. А қ уы зд а р д ы ң қандай ц уры лы м ды қ деңгейлері бар? Аминқыш қылдарының бір-бірімен ковалентті түрде байланы суы нан бастапқы немесе бірінш і реттік құрылым пайда болады . Ьеи—С іу—Тһг— Үаі—Аг§—А§р—Ніз тізбегінен тұратын пептидтің (Ы-ұшын құрайтын аминқышкылы бірінш і жа- зылуы тиіс екендігін еске түсіріңіз) бірінші реттік кұрылымы, дәл сол аминқышқылдардан тұратын Үаі—НІ8—А зр-Ьеи—Сіу—Аг§—Тһг пептидінің бірінші ТАРАУДЫҢ МАЗМУНЫ 4.1. Ақуыздардың қурылымы мен қызметі • Ақуыздардың қандай қурылымдык, деңгейлерібар? 4.2. Ақуыздардың бастапқы қурылымы • Неліктен ақуыздың бастапқы қурылымын білу маңызды болып табылады? 4.3. Ақуыздардың екінші реттік қурылымы • Неліктен а-иректі қурылым басым турде кездеседі? • Ь-қатпарлардың а-иірімдерден қандай айырмашылыгы бар? 4.4. Ақуыздардың ушінші реттік қурылымы | Ақуыздың кеңістіктегі ушінші реттік қурылымы қалай анықталады? • Неліктен оттегі гем тобымен турақты турде, берік байланыспайды? 4.5. Ақуыздардыңтвртінші реттік қурылымы • Гемоглобин қалай қызмет етеді? 4.6. Ақуыздың қатталу қарқындылығы • Егер бізге ақуыздың қурамындагы аминқышқылдық тізбектің репілігі белгілі болса, оның ушінші реттік қурылымын алдын ала білуге бола ма? • Гидрофобты байланыстардың өте қолайлы болуын қамтамасыз ететін не? 140 4-ТАРАУ Аңуыздардың кеңістіктегі ңурылымы реттік құрылымынан өзгеше болады. Аминқышқылдардың орналасу реті бір қатарға жазылатынына назар аударыңыз. Ақуыздың бірінші реттік кұрылымы оның кеңістіктегі ұшінші реттік кұрылымының қалыптасуындағы бастапкы кезеңі болып табылады. Бірқатар биохимия мамандарының анықтауы бой- ынша, бірінші реттік құрылым коваленттік байланыстардың барлык түрінен құралады, оның ішінде цистеиндер арқылы түзілетін дисульфидтік бай- ланыстар да бар; бірақ, біз дисульфидтік байланыстарды үшінші реттік құрылымның бір бөлігі ретінде қарастырамыз, сол үшін бұл байланыска кейінірек тоқталамыз. Бір полипептидтік тізбектің үш жақтық кеңістіктегі күйі мен пішіні оның екінші реттік және үшінші реттік құрылымдары деп аталады. Оларды жеке карастырған жөн. Екінші реттік құрылым дегеніміз — пептидтік тізбектің негізін (осін) құрайтын атомдардың кеңістікте орналасуы. Екінші реттік құрылымның екі түрі болады: а-спиральды және (3-қатпарлы құрылымдар. Пептидтік тізбектің осіндегі карбонил топтары мен амидтік Ы—Н топтардың арасын- да сутектік байланыстардың болуы нәтижесінде екінші реттік құрылымдағы өзара байланыстар қайталанып отырады. Аминқышқылдардың бүйірлік тізбектерінің кеңістіктегі құрылымы екінші реттік кұрылымның құрамдас бөлігіне жатпайды. Көптеген акуыздардағы тізбектік бөліктердің бүктелуі олардың басқа құрамдас бөліктерінің жиналуынан тәуелсіз түрде жүреді. Тәуелсіз қапталып жиналатын мұндай ақуыз бөліктері домендер немесе супер екінші құрылым деп аталады. Ақуыздың құрамындағы барлық атомдардың, соның ішінде бүйірлік тізбектер мен простетикалық топтағы (аминқышқылдардың құрамына кірмейтін атомдар тобы) атомдардың үш жақтық кеңістікте орналасуы үшінші реттік құрылым болып табылады. Ақуыз суббірліктер деп аталатын көптеген полипептидтік тізбектерден тұруы мүмкін. Суббірліктердің бір-біріне қатысты орналасу күйі төртінші құрылым деп аталады. Суббірліктердің өзара байланысуы мен бірігуі сутектік және гидрофобтық байланыстар, тұрақты электрлік тартылыс күштері сияқты ковалентсіз байланыстар арқылы жүзеге асырылады.